Сегодня средняя урожайность кукурузы в мире в семь раз выше, чем 100 лет назад. Но кукуруза не достигла этого сама по себе. Вот те «помощники», которые способствовали этому росту.
Кукуруза начинала свой путь в мире скромно. Тысячи лет назад это была кустистая трава с покрытыми скорлупой стручками — едва ли похожая на современные элегантные стебли, усыпанные початками. Сегодня это самая выращиваемая культура на планете, занимающая 200 миллионов га в год, причем почти 20% из них приходится на США.
Фермеры выращивают кукурузу, потому что это выгодно и продуктивно. В 2023 году один фермер установил мировой рекорд, получив 17 тонн с га в конкурсе урожайности Национальной ассоциации производителей кукурузы, благодаря точному управлению, передовой генетике и постоянному мониторингу. Средняя урожайность кукурузы за последнее столетие выросла более чем в шесть раз — неуклонно увеличиваясь почти на 0.5 тонн с га в год на протяжении последних 70 лет.
Итак, что же позволило урожайности расти из года в год, несмотря на засуху, жару и все остальные капризы природы? Вот что мы выяснили.
Урожай измеряли и контролировали. Фермеры, добивающиеся высоких урожаев, любят говорить: «Если вы ничего не измеряете, вы не сможете этим управлять». Еще в 1870 году фермеры и селекционеры проводили испытания урожайности, чтобы выяснить, превосходят ли одни сорта другие.
Примерно в 1900 году на окружных и государственных ярмарках стали популярны мероприятия, посвященные кукурузе. Кукурузу оценивали по однородному внешнему виду 10 початков, полагая, что такая однородность также повысит потенциальную урожайность сорта. В 1910-х годах была введена более научная методика оценки урожайности.
Экспериментальные участки на фермах и конкурсы урожайности позволяют лучше управлять плотностью посева семян. Эта ранняя работа по измерению продуктивности заложила основу для селекции растений и сельскохозяйственных испытаний на следующее столетие.
Гибриды изменили всё. Гибридная кукуруза привела к увеличению урожайности по сравнению с кукурузой, опыляемой естественным путём, и вскоре стала стандартом в селекции кукурузы. Это стало основным фактором повышения урожайности.
Это позволило начать демонстрировать, как гибридизация и селекция могут повысить урожайность. Это был более эффективный метод для выявления лучших характеристик.
К 1930-м годам гибриды превосходили по урожайности кукурузу, опыляемую естественным путем, на 7–10%, в зависимости от года и региона. Засуха 1936 года еще более убедительно доказала превосходство гибридов над кукурузой, опыляемой естественным путем.
В следующем году семенные компании вложили значительные средства в разработку новых гибридов и сортов, которые были не только засухоустойчивы, но и лучше переносили синтетические удобрения и реагировали на них. Продажи резко выросли. Это стало поворотным моментом для гибридной кукурузы.
Урожайность значительно возросла благодаря использованию синтетических удобрений. Процесс Хабера-Боша — метод производства аммиака из атмосферного азота — был разработан в Германии и впоследствии использовался для создания бомб в обеих мировых войнах. После Второй мировой войны заводы по производству боеприпасов были переоборудованы для производства азотных удобрений. В то же время семенные компании улучшали инбредные линии и заметили, что некоторые из гибридов, полученных путем скрещивания отдельных сортов, хорошо реагируют на азот.
Благодаря возможности отбора превосходных гибридов, урожайность кукурузы, исключительно за счет генетики, значительно возросла.
Инструменты защищали урожай. Раньше сорняки и болезни отнимали значительную часть урожая еще до его сбора. Сегодня фунгициды и гербициды помогают защитить потенциальный урожай. Внедрение фунгицидов в основном рассматривалось как преимущество для высокоценных садоводческих культур до тех пор, пока азиатская ржавчина сои не поставила под угрозу производство сои .
Внедрены высокоточные технологии и данные. Мониторы урожайности и внесение удобрений с переменной нормой внесения помогли фермерам точно определить способы повышения урожайности на высокопродуктивных полях и минимизации затрат на неплодородных. Фермеры начали собирать огромный объем данных о почве с помощью почвенных карт, полученных с помощью GPS.
Проблема заключалась не в данных, а в том, как применить эти данные на практике, — задача, которая до сих пор актуальна для некоторых фермеров. Тем не менее, инструменты точного земледелия продолжают совершать прорывы для фермеров, выращивающих кукурузу.
Технологии точного земледелия сейчас находятся на пороге того, чтобы позволить фермерам принимать решения в режиме реального времени с помощью дистанционного зондирования, анализа данных и моделирования урожая.
Генная инженерия помогла. В 1996 году фермеры начали высаживать генетически модифицированную кукурузу для защиты от европейского кукурузного мотыля и кукурузного корневого червя. Также были выведены сорта, позволяющие растениям переносить гербициды, такие как «Раундап». Результаты были впечатляющими, и последовало быстрое внедрение.
